JP5577095B2 - SiCのPVT結晶成長方法 - Google Patents
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Description
前記開始条件は、(1)前記成長ルツボ内における適切なガス、(2)前記成長ルツボ内におけるガスの適切な圧力、(3)前記SiC原料物質が昇華し、前記成長ルツボにおける温度勾配を介してSiC種結晶に輸送され、そこに前記昇華したSiC原料物質が凝結するような前記成長ルツボにおける適切な温度からなり、
前記成長条件のうち少なくとも一つを間欠的に変更する前記ステップが、前記少なくとも一つの成長条件をその開始成長条件から変更し、その後、前記変更された成長条件を1分〜1時間の所定時間の後に前記開始成長条件に戻すことを含む。
Claims (14)
- SiCのPVT結晶成長方法であって、
(a)成長ルツボの内部に、SiC種結晶とSiC原料物質を、間隔を空けた関係で載置するステップ、
(b)SiC結晶のPVT成長のための開始条件を前記成長ルツボで確立するステップ、前記開始条件は、
(1)前記成長ルツボ内における、ヘリウム、アルゴン、及び水素のうち少なくとも1つを含むガス、
(2)前記成長ルツボ内における1Torr〜200Torrの第1圧力、
(3)前記SiC原料物質が昇華し、前記成長ルツボにおける温度勾配を介して前記SiC種結晶に輸送され、そこに前記昇華したSiC原料物質が凝結してSiCの成長結晶が形成されるような前記成長ルツボにおける2000℃〜2400℃の間の第1温度を含み、
(c)前記SiC結晶の成長中、前記成長ルツボにおけるガスであるドープ剤ガスの量、前記成長ルツボにおける前記第1圧力、及び前記成長ルツボにおける前記第1温度のうち少なくとも一つの成長条件を前記成長ルツボ内で間欠的に複数回変更するステップを含み、前記成長条件のうち少なくとも一つを間欠的に変更する前記ステップが、前記少なくとも一つの成長条件をその開始成長条件から変更し、その後、前記変更された成長条件を1分〜1時間の所定時間の後に前記開始成長条件に戻すことを含む方法。 - 前記成長条件のうち少なくとも一つを間欠的に変更する前記ステップにおいて、変更される各成長条件の間で前記所定時間が同じであるかまたは異なる請求項1に記載の方法。
- 前記ステップ(c)におけるドープ剤ガスが窒素である請求項1に記載の方法。
- 前記ステップ(c)における圧力変更が、前記圧力を前記第1圧力から1Torr〜200Torrの第2圧力に増加することを含む請求項1に記載の方法。
- 前記ステップ(c)における温度変更が、前記温度を前記第1温度から2000℃〜2400℃の間の第2温度まで高める又は低めることを含む請求項1に記載の方法。
- 前記成長ルツボが、前記ガスが導入されるチャンバーの内部に設けられており、前記成長ルツボが、前記ガスに対して透過性をもつ材料を含む請求項1に記載の方法。
- 前記チャンバーが溶融シリカを含み、前記成長ルツボが多孔性黒鉛を含む請求項6に記載の方法。
- SiCのPVT結晶成長方法であって、
(a)内部に、多結晶性SiC原料物質とSiC種結晶を互いに間隔を空けた関係で配置させた成長ルツボを準備するステップ、
(b)前記成長ルツボ内における前記SiC原料物質と前記SiC種結晶との間に温度勾配が生じ、前記SiC原料物質が昇華温度まで加熱されるように前記成長ルツボの内部を加熱するステップ、ここで前記温度勾配は、昇華されたSiC原料物質がSiC種結晶に輸送されて、そこで前記昇華されたSiC原料物質が前記SiC種結晶上に凝結してSiCの成長結晶を形成するに十分なものである、
(c)前記昇華されたSiC原料物質の前記SiC種結晶への輸送と、前記昇華されたSiC原料物質の前記SiC種結晶上での凝結とを容易にするために、前記成長ルツボへガスを流入させるステップ、
(d)前記昇華されたSiC原料物質の前記SiC種結晶への輸送の間と前記昇華されたSiC原料物質の前記SiC種結晶上での凝結の間において、前記成長ルツボへ流入するガスを含むドープ剤ガスの量、前記成長ルツボにおける圧力、及び、前記成長ルツボにおける温度勾配の最低または最高温度の少なくとも一方を含む成長条件の少なくとも1つを、開始成長条件から変更し、その後、前記変更された成長条件を前記開始成長条件に戻すことを複数回行うステップ、を含み、前記変更の各々は1分〜1時間の時間間隔で行われる方法。 - 成長結晶の導電性の変更、成長結晶の可視色の変化、または前記成長結晶の格子パラメータの変化のうち少なくとも1つを引き起こすように、前記成長ルツボへ流入するガスを含むドープ剤ガスの量を、前記開始成長条件から変更するステップが、前記成長ルツボに流入するガスにおけるドープ剤ガスの量を増加または減少させることを含み、
前記変更された、前記成長ルツボへ流入するガスを含むドープ剤ガスの量を、前記開始成長条件に戻ステップが、前記成長ルツボへ流入するガス中におけるドープ剤ガスの量を低減または増加させることを含む請求項8に記載の方法。 - 前記ドープ剤ガスが窒素であって、前記ステップ(c)のガスが、ヘリウム、アルゴン、水素のうち少なくとも1つを含む請求項9に記載の方法。
- 前記成長ルツボにおけるガスの圧力を、前記開始成長条件から変更するステップが、前記成長ルツボにおけるガスの圧力を、第1ガス圧力から第2ガス圧力へ増大または低下させることを含み、
前記変更された前記成長ルツボにおけるガスの圧力をその開始成長条件に戻すステップが、前記成長ルツボにおけるガスの圧力を、前記第2ガス圧力から前記第1ガス圧力へ増大または低下させることを含む請求項8に記載の方法。 - 各ガス圧力が、1Torr〜200Torrの間である請求項11に記載の方法。
- 前記成長ルツボにおける温度勾配の最低または最高温度の少なくとも一方を、開始成長条件から変更するステップが、前記最低温度、前記最高温度、またはその両方の温度を上昇させることを含み、
前記変更された、前記成長ルツボにおける温度勾配の最低または最高温度の少なくとも一方を、前記開始成長条件に戻すステップが、前記最低温度、前記最高温度、またはその両方の温度を前記開始成長条件の温度に低下させるステップを含む請求項8に記載の方法。 - 前記温度勾配は、10℃〜50℃の間、または25℃〜50℃の間であり、前記温度勾配の最低温度が2000℃であり、前記温度勾配の最高温度が2400℃である請求項13に記載の方法。
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